[发明专利]基于FFT算法的避雷器和变压器的多相同测装置及其方法

权利要求书

1.一种基于FFT算法的避雷器和变压器的多相同测装置的多相同测方法，其特征在于：包括比较电路、四个结构相同的测试电路、分析控制模块、无线模块；

其中比较电路包括光耦隔离电路、过零比较电路，所述光耦隔离电路的一端与输电线A、B、C三相中的一相相连，光耦隔离电路的另一端与过零比较电路的输入端相连，所述过零比较电路的另一端与分析控制模块相连；

测试电路包括氧化锌MOV电流泄露回路、互感器、电流电压转换电路、滤波电路、放大器，其中所述氧化锌MOV电流泄露回路的一端与四个输电线的一个相连，所述氧化锌MOV电流泄露回路的另一端与互感器的绕组相感应，互感器的输出端与电流电压转换电路的输入端相连，所述电流电压转换电路的输出端与滤波电路的输入端相连，所述滤波电路的输出端与所述放大器的输入端相连，所述放大器的输出端与分析控制模块相连；

所述分析控制模块还与无线模块相连；

所述滤波电路采用RC滤波电路；

具体包括如下步骤：

步骤一：A相、B相、C相和N相的泄露电流进入氧化锌MOV电流泄露回路，A、B、C、N四相互感器分别获取各自氧化锌MOV电流泄露回路的泄露全电流、泄露全电流经过互感器的耦合以电流的方式进入A、B、C、N四相的I/V转换电路；

步骤二：A、B、C、N四相的I/V转换电路将各相的泄露电流转换为电压，然后将电压发送到滤波单元，滤除干扰信号，然后进入放大器，其中进行放大后输入到分析控制模块的A、B、C、N四相AD采样端口；

步骤三：光耦隔离电路获取与其相连的B相的电压作为参考电压，过零比较电路得到参考电压后输出低电平触发分析控制模块内部的AD模拟采样模块，AD模拟采样模块根据采样频率连续采样B相的全电流点；

步骤四：分析控制模块将所得的全电流点进行傅里叶变换，得到B相的电流基波的幅度，然后分析控制模块调节放大器的最佳放大倍数，根据傅里叶变换后的全电流得出B相电流基波信号的相位角，根据三相电之间的相序关系，A相的相位角减少120°，C相的相位角增加120°，则相位角即相的全电流与相的阻性电流之间的夹角a，根据投影法，相的全电流乘以夹角a的余弦值即为相的阻性电流，对阻性电流进行傅里叶变换得到三次谐波，从而分别计算出A、C相的全电流、阻性电流和三次谐波。

2.如权利要求1所述的一种基于FFT算法的避雷器和变压器的多相同测装置的多相同测方法，其特征在于：所述过零比较电路，采用低功耗运放方式对工频电网频率进行过零点检测。

3.如权利要求2所述的一种基于FFT算法的避雷器和变压器的多相同测装置的多相同测方法，其特征在于：所述分析控制模块采用MCU控制器，MCU控制器为STM32L单片机。

4.如权利要求3所述的一种基于FFT算法的避雷器和变压器的多相同测装置的多相同测方法，其特征在于：所述无线模块采用SI4432小无线传输芯片。

5.如权利要求4所述的一种基于FFT算法的避雷器和变压器的多相同测装置的多相同测方法，其特征在于：所述放大器为三级增益可调放大器。

6.如权利要求1所述的一种基于FFT算法的避雷器和变压器的多相同测装置的多相同测方法，其特征在于： 所述互感器为穿心互感器。

7.如权利要求6所述的一种基于FFT算法的避雷器和变压器的多相同测装置的多相同测方法，其特征在于：所述电流电压转换电路采用低功耗集成运算放大器和精密采样电阻，构成反比例电流电压转换电路。

8.如权利要求7所述的一种基于FFT算法的避雷器和变压器的多相同测装置的多相同测方法，其特征在于：还包括温度传感器、湿度传感器、显示模块、GPS模块、大电流检测线圈和电流检测模块，其中温度传感器、湿度传感器、显示模块、GPS模块、大电流检测线圈和电流检测模块均与分析控制模块相连，温度传感器、湿度传感器将检测的温度数据、湿度数据发送给分析控制模块，分析控制模块对接收到的温度数据和湿度数据进行分析后，将最终的数据在显示模块进行显示；GPS模块将测得的经度和纬度信息发送给分析控制模块，分析控制模块将分析所得的经纬和纬度信息在显示模块中进行显示；大电流检测线圈检测流过避雷器内部的过电压的电流的信息，并发送到分析控制模块，分析控制模块通过分析电流的信息得到电流的峰值、波长和波形，并通过无线模块发送；电流检测模块将检测的避雷器表面的的泄露电流值发送到分析控制模块，分析控制模块将得到的泄露电流值转换成污秽度，并在显示模块进行显示。